🚀Предварительная публикация Дэвида Бейкера из @UWproteindesign 👇👇 Что делает разрыв белковых связей таким сложным, что природа эволюционировала специализированные ферменты с металлическими кофакторами для его осуществления?@biorxivpreprint @ETH_en "Компьютерный дизайн цистеиновых протеаз" • Амидные связи в белках имеют период полураспада в сотни лет при физиологических условиях, что делает их гораздо более стабильными, чем эфирные связи (с аминогруппами, имеющими pKa >35 против <8 для активированных эфиров), и предыдущий компьютерный дизайн ферментов был успешен только с активированными субстратами маломолекулярных эфиров, а не с энергетически затратным разрывом пептидных связей, необходимым для протеаз. • Исследователи использовали RoseTTAFold Diffusion 2 для молекулярных интерфейсов (RFD2-MI) для проектирования цинковых протеаз из минимальных каталитических мотивов, создавая идеальный активный сайт с пятью функциональными группами (три остатка, связывающих цинк H1, H2, E1, одна каталитическая база E2 и один стабилизирующий оксианион тирозин Y) на основе структур аминопептидазы N и астацин, выполняя двусторонний дизайн как последовательностей протеазы, так и субстрата для обеспечения точного позиционирования целевой амидной связи. • Из 135 дизайнов, протестированных в одном раунде проектирования, 36% показали активность (14.7% для моделей только с Zn и 87.5% для моделей Zn-вода), при этом все активные дизайны разрывали точно в запланированных местах, что было подтверждено масс-спектрометрией; самый активный дизайн (Zn45, разрывающий субстрат ZnO36) достиг kcat 0.025 ± 0.002 s⁻¹, KM 26 ± 5 μM и kcat/KM 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, что представляет собой >10⁸-кратное ускорение скорости по сравнению с некатализируемым гидролизом; дизайны демонстрировали связывание цинка с Kd между 10⁻¹⁰ и 10⁻⁸ M, показали специфичность к субстрату в 4 из 5 каркасов и могли быть перепрограммированы для разрыва относящегося к болезни человеческого белка TDP-43 с 4 вариантами, достигнувшими ≥80% разрыва за 5 часов. Авторы: Ходжэ Чой и др. Дональд Хилверт, Самуэль Дж. Пеллок, Дэвид Бейкер Ссылка: